CN104135177B - 一种适用于高电平mmc的子模块电容电压分层的均压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法，包括，根据电容电压的最大值和最小值确定电压分层容器，将所有子模块的电容电压放入等电压间隔的电压分层容器内；根据电容电压大小将子模块放入对应的电压分层容器，根据桥臂电流方向和桥臂需投子模块总个数进行优化排序；同时引入了是否进行电压分层容器重新分层的判据。本方法既可提高高电平MMC子模块电容电压排序的速率，降低排序算法的复杂度，又能保证一定的均压控制效果，降低子模块IGBT的开断频率。

Description

一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制 方法

技术领域

本发明属于电力系统运行和控制技术领域，涉及一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)作为高压直流输电技术向高压大功率方向发展的最新成果，其自从被提出后就受到了很大的关注。模块化多电平换流器采用模块化的子模块进行叠加，达到输出电压和功率等级的灵活变化，具有可扩展性强，输出电压谐波小，开关频率较低等优点。随着模块化多电平换流器电平数的增加和传输功率的提升，其桥臂上串联的子模块个数越来越多，这对高电平MMC系统的均压控制带来了一定的挑战。

高电平MMC系统通常采用基于最近电平逼近的调制策略。基于最近电平逼近调制策略的MMC系统，其对应的均压控制方法通常是对所有子模块电容电压进行排序，然后根据最近电平逼近调制计算出来的桥臂需投的子模块总个数和桥臂电流的大小，选择对应个数的子模块进行投入。当桥臂电流大于0时，选择电容电压较小的子模块进行投入；当桥臂电流小于0时，选择电容电压较大的子模块进行投入。

但是，随着电平数的上升，子模块均压控制复杂度大为增加，特别是在实际工程中，高电平数的MMC系统需要对分散串联布置的子模块电容电压排序，其均压控制更成为不可回避的问题。而且，对所有子模块进行排序，频繁地对所有子模块进行运行状态的改变，容易造成子模块IGBT的开断频率过大，使得子模块开关损耗大大增加。因此，对于高电平MMC系统的均压控制，需要在保证子模块具备较好的均压效果基础上，提高子模块电容电压排序的速率，优化子模块的投切，降低IGBT的开断频率。

发明内容

本发明目的是针对最近电平逼近调制下的高电平MMC均压控制排序问题，提出一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法。通过遍历所有子模块的电容电压得到最大值和最小值，由此建立电压分层容器，用来存放所有子模块的电容电压，该电压分层容器内部分为若干层，每一层有对应的电压范围。将不同电压范围的子模块放入不同层的电压分层容器内，根据桥臂需投子模块总个数和桥臂电流的方向来选择对应的子模块投入。同时，引入电压分层容器是否重新分层的判据，当任一投入子模块的电容电压变化值小于电压容器的电压间隔，则无需重新进行分层，这不仅能够降低算法的时间复杂度，而且能够在选择子模块的过程中优化子模块的投切，降低IGBT的开断频率。

本发明的技术方案是，一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法，包括下列步骤：

步骤1：遍历桥臂所有子模块的电容电压，得到电容电压的最大值和最小值，根据电容电压的最大值和最小值确定电压分层容器，所述电压分层容器的层数由排序的计算复杂度和均压控制效果决定，电压分层容器层与层之间的电压间隔相等，将所有子模块的电容电压放入等电压间隔的电压容器内；

步骤2：为了降低算法的复杂度，引入电压容器重新划分的判据。当任一个投入子模块的电容电压变化值小于容器的电压间隔时，不重新分层；当任一投入子模块的电容电压变化值大于容器的电压间隔时，重新分层；

步骤3：根据电容电压大小将子模块放入所述分层容器的对应层，根据桥臂电流方向和桥臂需投子模块总个数进行优化排序，确定需要投入的子模块。将需要投入子模块的上IGBT(绝缘栅双极型晶体管)触发脉冲设置为1，下IGBT触发脉冲设置为0。

进一步地：

步骤1通过遍历所有子模块的电容电压，得到电容电压的最大值和最小值，确定电压分层容器，然后根据排序的计算复杂度和均压控制效果讨论电压分层容器的分层个数。

步骤1.1：电压分层容器的确定

遍历所有子模块的电容电压，取得子模块电容电压的最大值U_max和最小值U_min，将所有子模块电容电压分成M层，每层高度为Δv：

$\mathrm{\Δv}=\frac{U_{\max }-U_{\min }}{M}---\left(1\right)$

每个分层区间作为一个容器，对于第i个容器，其电压上下限记做U_max,i和U_min,i，那么：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\min ,i}=U_{\min }+(i-1)*\mathrm{\Δv}\\ U_{\max ,i}=U_{\min }+i*\mathrm{\Δv}\end{array}\right.---\left(2\right)$

如果当前桥臂需要投入子模块的个数为n_arm，基于最近电平逼近调制的MMC系统的桥臂投入子模块个数n_arm可以用下式计算获得，

其中，以U_mj表示a、b、c三相的调制波(j＝a，b，c)，N为每个桥臂子模块的总个数，round(x)为向下取整函数，U_cref为子模块电容电压额定值。

第i个容器用来放置电容电压介于U_max,i和U_min,i之间的子模块，设每个容器内子模块的个数为n_layer1、n_layer2、…、n_layerM。n_arm和n_layer1、n_layer2、…、n_layerM之间存在如下式的关系：

$\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}{n}_{\mathrm{layeri}}<n_{\mathrm{arm}}\&le;\underset{i=1}{\overset{k+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{n}_{\mathrm{layeri}}---\left(4\right)$

则将容器1到容器k中的子模块全部投入，并将第k+1个容器所有子模块视为具有同等优先级别，任意取n_rest个子模块投入即可，其中n_rest的取值为：

$n_{\mathrm{rest}}=n_{\mathrm{arm}}-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}{n}_{\mathrm{layeri}}---\left(5\right)$

通过这种分层处理，只需将所有子模块根据各个容器的电压上下限，放入对应电压范围的容器内即可。避免了排序所产生的大量计算，又能保证一定的均压效果。

步骤1.2：子模块电压容器分层数M的确定

子模块电压容器的分层数M依排序算法的时间复杂度和均压控制效果决定。

步骤1.2.1时间复杂度的确定

对于N+1电平的MMC系统，用T₁(N)表示采用冒泡排序法对每个桥臂子模块电容电压进行排序的时间复杂度，则有：

$T_1\left(N\right)=\frac{N(N-1)}{2}---\left(6\right)$

采用本申请提出的子模块电容电压分层处理时，首先需要获得所有子模块电容电压的最大值和最小值，然后根据各子模块容器电压上下限将各子模块放入对应容器，对应的时间复杂度T₂(N)可以表示为：

T₂(N)＝2N+M*N＝(M+2)N (7)

因此，为了减少算法的时间复杂度，分层个数M的选择至少应满足T₂(N)<T₁(N)，即M应满足：

$M<\frac{N-5}{2}---\left(8\right)$

步骤1.2.2均压控制效果的确定

MMC系统稳定时，子模块的电容电压总是运行在额定值U_cref附近充放电。因此，采用子模块电容电压偏离额定值U_cref最大值作为衡量均压效果的指标。

尽管冒泡排序法时间复杂度很高，但冒泡排序法均压效果最好。假设采用冒泡排序法时，子模块电容电压允许偏差量为k％，则有：

$\frac{|U_{\mathrm{ci}}-U_{\mathrm{cref}}|}{U_{\mathrm{cref}}}\&le;k\%---\left(9\right)$

其中，U_ci为第i个子模块的电容电压。

采用步骤1提出的电容电压分层的方法，在减小时间复杂度的同时，可能影响电容电压波动范围。如果为了减小计算量而能够接受的电压波动量不能超过(k+Δk)％，则在最恶劣的情况下，M的取值应满足：

$\frac{U_{\max }-U_{\min }}{M*U_{\mathrm{cref}}}\&le;\mathrm{\&Delta;k}\%---\left(10\right)$

考虑U_max与U_min的最极端情况，即：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\max }=U_{\mathrm{cref}}*(1+k\%)\\ U_{\min }=U_{\mathrm{cref}}*(1-k\%)\end{array}\right.---\left(11\right)$

将式(11)带入式(10)，可以得到：

$\frac{U_{\mathrm{cref}}(1+k\%)-U_{\mathrm{cref}}(1-k\%)}{M*U_{\mathrm{cref}}}=\frac{2*k\%}{M}\&le;\mathrm{\&Delta;k}\%---\left(12\right)$

因此，综合时间复杂度和电容电压均压效果，满足时间复杂度不高于冒泡法且均压效果不差于(k+Δk)％，那么子模块电容电压分层均压控制的容器数M应满足：

$\frac{2*k\%}{\mathrm{\&Delta;k}\%}\&le;M<\frac{N-5}{2}---\left(13\right)$

步骤2中，引入是否重新进行电压分层的判据，当任一个投入子模块的电容电压变化值小于电压容器的电压间隔时，无需重新进行电压分层；当任一个投入子模块的电容电压变化值大于电压间隔时，重新进行电压分层。

子模块的电容充放电时，t时刻其电容电压U_c(t)与经过的电流i_c(t)的关系如下：

$C\frac{d{U}_c\left(t\right)}{\mathrm{dt}}=i_c\left(t\right)---\left(14\right)$

将式(14)差分处理可以得到：

$U_c(t+\mathrm{\&Delta;t})-U_c\left(t\right)=\frac{\mathrm{\&Delta;t}}{2C}[i_c(t+\mathrm{\&Delta;t})+i_c\left(t\right)]---\left(15\right)$

其中，Δt为控制周期，C为子模块的电容值。

桥臂中子模块的串联结构决定了流经子模块的电流均相等，且一个桥臂上的子模块的电容值C一般情况下可认为均相等，因此在同一个电平持续的时间内，可以认为所有投入子模块的电容电压变化是相等的，其对应的变化值ΔU_c如式(16)所示：

$\mathrm{\&Delta;}{U}_c=U_c\left(t_2\right)-U_c\left(t_1\right)=\frac{1}{C}{\&Integral;}_{t1}^{t2}{i}_c\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(16\right)$

由式(1)和式(16)可以得到Δv和ΔU_c的值，因此将ΔU_c<Δv作为电压分层容器是否重新分层的判据。当ΔU_c<Δv成立时，则无需对电压容器进行重新分层，当ΔU_c<Δv不成立时，则重新对电压容器进行分层。

如果ΔU_c<Δv，说明投入的子模块的电容电压变化值小于电压分区间隔Δv，为了减少排序计算量，这种情况下保持现有容器及其对应的子模块不变。这样做的好处是减少了开关次数，进而降低开关损耗。

步骤3根据桥臂电流的方向和步骤1得到的桥臂需投子模块总个数，从子模块电压分层容器中选择对应的子模块投入。

以充电为例，桥臂电流大于零，投入的子模块处于充电状态。假如前一个电平开始时，第1层容器到第i-1层容器中所有子模块都投入，并且第i层容器中投入了n_rest个子模块；下一个电平开始时，投入子模块的电容电压变化值ΔU_c<Δv，表明，如果根据子模块电容电压将所有子模块重新放入当前容器中，则第i层容器内投入的子模块可能被放至第i+1层容器中或者仍在第i层容器中。那么，采用不重新分层就相当于：a)如果第i层容器需投子模块个数小于第i层容器的子模块个数，则在第i层容器中取对应个子模块投入；b)如果第i层容器需投子模块个数大于第i层容器内子模块个数时，则从第i+1层容器中优先选择刚从第i层容器充电至第i+1层容器的子模块投入。

根据桥臂电流方向和桥臂需投子模块总个数，选择对应的子模块进行投入，被选中的子模块将其上IGBT状态设置为1，下IGBT状态设置为0。这样既能减少不必要的重新分层，也能减少子模块的开断次数。

本发明的效果在于，提出一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法。传统的基于最近电平逼近调制的均压控制方法需要对所有子模块的电容电压进行排序，本发明通过对排序的均压控制方法进行改进，将所有子模块电容电压进行分层，通过桥臂需投子模块总个数和桥臂电流方向，从分层容器中选择对应的子模块投入，同时引入了是否进行电压容器重新分层的判据，既能够提高高电平MMC子模块电容电压排序的速率，降低排序算法的复杂度，又能够保证一定的均压控制效果，降低子模块IGBT的开断频率。

附图说明

图1最近电平逼近调制原理图

图2改进的均压控制方法总体流程图

图3改进的均压控制方法的分层示意图

图4 MMC系统模型

图5子模块结构图

图6对所有子模块排序的传统均压控制法的电容电压波形

图7改进均压控制方法的电容电压波形(分2层)

图8改进均压控制方法的电容电压波形(分3层)

图9改进均压控制方法的电容电压波形(分4层)

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

基于最近电平逼近调制的传统均压控制方法，通过步骤1计算桥臂需投子模块的总个数n_arm，然后对所有子模块进行排序。基于最近电平逼近调制的具体逼近过程如图1所示，通过将正弦的调制波采用阶梯波进行逼近，可以得到各个桥臂需投子模块的总个数。子模块的电容电压在阶梯波的电平变化时进行重新的排序，当阶梯波的电平与上一时刻相同时，则不进行重新排序。

本发明适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法，其总体流程图如图2所示。

1)首先监测任一个投入子模块的电容电压变化值ΔU_c，在阶梯波电平变化时，如ΔU_c满足子模块的电容电压分层判据ΔU_c<Δv，则无需对子模块电压容器重新进行分层，直接产生子模块的触发脉冲；如ΔU_c不满足子模块的分层判据ΔU_c<Δv，则子模块电压容器进行重新分层，直接产生子模块的触发脉冲。

2)子模块电压分层的电压容器如图3所示，将所有子模块分为M层，每层子模块电压容器有电压的上下限，每层容器的电压间隔均为相等，根据子模块电容电压的值将所有子模块的电容电压放入M层的子模块电压容器内。然后从M层子模块电压容器内部选择需投入的子模块进行投入。被选择投入的子模块，只需要将其上IGBT设置为1，下IGBT设置为0，即图5中IGBT1＝1，IGBT2＝0；未被选择的子模块将其旁路，即图5中IGBT1＝0，IGBT2＝1。

在PSCAD/EMTDC中搭建如图4的21个电平单端MMC直流输电系统仿真模型，每个桥臂有20个SM子模块串联，MMC系统为21个电平(电平数M和子模块个数N的关系为M＝N+1)。在系统仿真参数一致的情况下，对比对所有子模块进行排序的传统均压控制方法和改进的均压控制方法。系统仿真参数为表1：

表1 仿真参数表

MMC系统中整流侧采用有功功率和无功功率控制，控制的有功功率月无功功率分别为10MW和3Mvar，调制策略采用最近电平逼近调制。

以a相上桥臂为例，图6为采用传统均压法时各子模块的电容电压。从图中可以看出，子模块的电容电压在其额定值上下1.5％附近充放电，子模块间的电容电压均压效果较好。

图7、8、9为采用电容电压分层均压控制时各子模块的电容电压波形，图7、8、9分别为M＝2、M＝3、M＝4时的电容电压波形，即式(10)中的Δk％分别取得Δk％＝1.5％、Δk％＝1.0％、Δk％＝0.75％。从图中可以看出，当分层个数M越小，虽然算法的时间复杂度降低，但电容电压波动明显增加。

在仿真中，电容电压分层均压控制在M＝2、3、4时对应的实际电压波动量分别为2.1％、1.85％、1.8％。选择分层个数M时考虑了最极端情况的Δk％，但实际波动量小于(k+Δk)％，进一步实现更好的均压效果。

表2在时间段1.5s-1.6s统计对比了均压法和电容电压分层均压法的四个指标：时间复杂度、排序/分层次数、IGBT开断次数、实际的电压波动量。排序/分层次数统计了传统均压法和本发明均压法需要的排序次数或分层次数；IGBT开断次数为桥臂所有子模块上IGBT变化次数的总和。

表2 均压方法的指标对比

从表2可以看出，选择传统均压法时，子模块电容电压的均压效果较好，但需要对所有电容电压进行排序，算法运算量大且排序次数高，子模块IGBT频繁开断造成开关损耗大。

相比传统均压法，采用改进的均压控制方法能有效地降低算法的时间复杂度，且能降低排序的次数和IGBT的开断次数。当容器个数M值越小，分层次数越少，算法的复杂度就越少，IGBT开断次数也越明显降低，但电容电压波动会有一定程度增大。

当容器个数M值越大，均压效果越好，区间数M值为3时，电压波动约为1.85％。随着M值增大，电压波动降低变得不明显。因此，选择合适的M值，既能保证较好的均压效果，也能减低算法的运算量，优化子模块的投切。

另外，当MMC系统的电平数越高，采用本发明的电容电压分层排序的均压控制法能够更大程度地降低算法的复杂度，同时降低子模块的开关损耗。

以上所述，充分验证了本发明的高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法的优越性，摒弃了传统的均压控制方法对所有子模块的电容电压进行排序，而是将所有子模块电容电压放入电压分层容器内，然后根据桥臂电流方向和桥臂需投子模块总个数选择对应子模块进行投入，这样能够大幅度地提高子模块排序时的速率，降低排序算法的时间复杂度。同时，本发明的设计方法还提出电压容器重新分层的判据，避免不必要的容器分层，简化算法的时间复杂度，而且优化了子模块的投切，能够降低子模块IGBT的开断频率。

此测试系统仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种适用于高电平MMC的子模块电容电压分层的均压控制方法，所述方法包括下列步骤：

步骤1：遍历桥臂所有子模块的电容电压，得到电容电压的最大值和最小值，根据电容电压的最大值和最小值确定电压分层容器，所述电压分层容器层与层之间的电压间隔相等，将所有子模块放入等电压间隔的电压分层容器内；

步骤2：当任一个投入子模块的电容电压变化值小于所述容器的电压间隔，则不重新分层；当任一个投入子模块的电容电压变化值大于所述容器的电压间隔，则重新分层；

步骤3：根据电容电压大小将子模块放入分层容器的对应层，根据桥臂电流方向和桥臂需投子模块总个数进行优化排序，确定需要投入的子模块，将需要投入子模块的上IGBT触发脉冲设置为1，下IGBT触发脉冲设置为0；

其中步骤1中，包括

步骤1.1：电压分层容器的确定

遍历所有子模块的电容电压，取得子模块电容电压的最大值U_max和最小值U_min，将所有子模块电容电压分成M层，每层高度为Δv：

$\mathrm{\&Delta;}v=\frac{U_{\max }-U_{min}}{M}---\left(1\right)$

每个分层区间作为一个容器，对于第i个容器，其电压上下限记做U_max,i和U_min,i，

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\min ,i}=U_{\min }+\left(i-1\right)*\mathrm{\&Delta;}v\\ U_{\max ,i}=U_{\min }+i*\mathrm{\&Delta;}v\end{array}\right.---\left(2\right)$

基于最近电平逼近调制的MMC系统的桥臂投入子模块个数n_arm用下式计算获得，

其中，U_mj表示a、b、c三相的调制波，j＝a，b，c，N为每个桥臂子模块的总个数，round(x)为向下取整函数，U_cref为子模块电容电压额定值；

第i个容器用来放置电容电压介于U_max,i和U_min,i之间的子模块，设每个容器内子模块的个数为n_layer1、n_layer2、…、n_layerM；n_arm和n_layer1、n_layer2、…、n_layerM之间存在如下式的关系：

$\underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{n}_{layeri}<n_{arm}\&le;\underset{i=1}{\overset{k+1}{\&Sigma;}}{n}_{layeri}---\left(4\right)$

将容器1到容器k中的子模块全部投入，并将第k+1个容器所有子模块视为具有同等优先级别，任意取n_rest个子模块投入即可，其中n_rest的取值为：

$n_{rest}=n_{arm}-\underset{i=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{n}_{layeri}---\left(5\right)$

步骤1.2：子模块电压容器分层数M的确定

子模块电压容器的分层数M依排序算法的时间复杂度和均压控制效果决定，

步骤1.2.1时间复杂度的确定

对于N+1电平的MMC系统，用T₁(N)表示采用冒泡排序法对每个桥臂子模块电容电压进行排序的时间复杂度，

$T_1\left(N\right)=\frac{N(N-1)}{2}---\left(6\right)$

对应的时间复杂度T₂(N)为：

T₂(N)＝2N+M*N＝(M+2)N (7)

分层数M的选择应满足T₂(N)<T₁(N)，即M应满足：

$M<\frac{N-5}{2}---\left(8\right)$

步骤1.2.2均压控制效果的确定

采用子模块电容电压偏离额定值U_cref的最大值作为衡量均压效果的指标，所述额定值U_cref为MMC系统稳定时，子模块电容电压充放电运行的额定值；

采用冒泡排序法，子模块电容电压允许偏差量为k％，

$\frac{|U_{ci}-U_{cref}|}{U_{cref}}\&le;k\%---\left(9\right)$

其中，U_ci为第i个子模块的电容电压，电压波动量不能超过(k+Δk)％，

子模块电压容器分层数M的取值满足

$\frac{U_{max}-U_{min}}{M*U_{cref}}\&le;\mathrm{\&Delta;}k\%---\left(10\right)$

考虑U_max与U_min的最极端情况，即：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\max }=U_{cref}*\left(1+k\%\right)\\ U_{\min }=U_{cref}*\left(1-k\%\right)\end{array}\right.---\left(11\right)$

将式(11)带入式(10)，得到：

$\frac{U_{cref}(1+k\%)-U_{cref}(1-k\%)}{M*U_{cref}}=\frac{2*k\%}{M}\&le;\mathrm{\&Delta;}k\%---\left(12\right)$

子模块电压容器分层数M满足：

$\frac{2*k\%}{\mathrm{\&Delta;}k\%}\&le;M<\frac{N-5}{2}---\left(13\right).$

2.根据权利要求1所述的均压控制方法，其中步骤2中，子模块的电容充放电时，t时刻其电容电压U_c(t)与经过的电流i_c(t)的关系如下：

$C\frac{{\mathrm{dU}}_c\left(t\right)}{dt}=i_c\left(t\right)---\left(14\right)$

将式(14)差分处理得到：

$U_c(t+\mathrm{\&Delta;}t)-U_c\left(t\right)=\frac{\mathrm{\&Delta;}t}{2C}\&lsqb;i_c(t+\mathrm{\&Delta;}t)+i_c\left(t\right)\&rsqb;---\left(15\right)$

其中，Δt为控制周期，C为子模块的电容值；

在同一个电平持续的时间内，所有投入子模块的电容电压变化是相等的，其对应的变化值ΔU_c如式(16)所示：

${\mathrm{\&Delta;U}}_c=U_c\left(t_2\right)-U_c\left(t_1\right)=\frac{1}{C}{\&Integral;}_{t1}^{t2}{i}_c\left(t\right)dt---\left(16\right)$

由式(1)和式(16)得到Δv和ΔU_c的值，当ΔU_c<Δv时，不对电压容器进行重新分层，当ΔU_c<Δv不成立时，重新对电压容器进行分层。

3.根据权利要求1所述的均压控制方法，其中步骤3中，所述需要投入的子模块按如下方法进行选择：

桥臂电流大于零，使投入的子模块处于充电状态，当前一个电平开始时，第1层容器到第i-1层容器中所有子模块都投入，并且第i层容器中投入n_rest个子模块；下一个电平开始时，如果投入子模块的电容电压变化值ΔU_c<Δv，根据子模块电容电压将所有子模块重新放入当前容器中，则第i层容器内投入的子模块被放至第i+1层容器中或者仍在第i层容器中；此时采用不重新分层就相当于：

a)如果第i层容器需投子模块个数小于第i层容器的子模块个数，则在第i层容器中取对应个子模块投入；

b)如果第i层容器需投子模块个数大于第i层容器内子模块个数，则从第i+1层容器中优先选择刚从第i层容器充电至第i+1层容器的子模块投入。